PCB istehsal üsulları: istehsal texnologiyası

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Ümumiyyətlə cihaz və elektronikada çap dövrə lövhələri elektrik birləşmələrinin daşıyıcısı kimi mühüm rol oynayır. Cihazın keyfiyyəti və onun əsas performansı bu funksiyadan asılıdır. Çap dövrə lövhələrinin istehsalının müasir üsulları, istehsal olunan avadanlığın məhsuldarlığını artıran yüksək düzülmə sıxlığı ilə element bazasının etibarlı inteqrasiyasının mümkünlüyünü rəhbər tutur.

PCB icmalı

Söhbət düz izolyasiya bazasına əsaslanan, dizaynında yivlər, deşiklər, kəsiklər və keçirici dövrələrə malik məhsullardan gedir. Sonuncular elektrik cihazlarını dəyişdirmək üçün istifadə olunur, bəziləri board cihazına daxil edilmir, digər hissəsi isə yerli funksional qovşaqlar kimi yerləşdirilir. Yerləşdirməyi vurğulamaq vacibdiryuxarıda qeyd olunan konstruktiv elementlərdən keçiricilər və işçi hissələr ilkin olaraq məhsulun dizaynında yaxşı düşünülmüş elektrik dövrəsi kimi təqdim edilir. Gələcəkdə yeni elementlərin lehimlənməsinin mümkünlüyü üçün metallaşdırılmış örtüklər təmin edilir. Əvvəllər belə örtüklərin formalaşdırılması üçün mis çökdürmə texnologiyasından istifadə olunurdu. Bu, formaldehid kimi zərərli kimyəvi maddələrin istifadəsi səbəbindən bir çox istehsalçının bu gün tərk etdiyi kimyəvi əməliyyatdır. Birbaşa metalizasiya ilə çap dövrə lövhələrinin istehsalının ekoloji cəhətdən təmiz üsulları ilə əvəz edilmişdir. Bu yanaşmanın üstünlüklərinə qalın və ikitərəfli lövhələrin yüksək keyfiyyətli emal imkanları daxildir.

Hazırlamaq üçün materiallar

Əsas istehlak materialları arasında dielektriklər (folqalı və ya folqasız), lövhənin əsası üçün metal və keramika blankları, şüşə lifli izolyasiya contaları və s. yalnız əsasları üçün əsas struktur materialları ilə deyil, nə qədər açıq örtüklər. Çap dövrə lövhələrinin istehsalının tətbiq olunan üsulu, xüsusən də səthlərin yapışmasını yaxşılaşdırmaq üçün contalar və yapışan örtüklər üçün yapışdırıcı materiallara olan tələbləri müəyyənləşdirir. Beləliklə, epoksi emprenyelər yapışdırmaq üçün geniş istifadə olunur və xarici təsirlərdən qorunmaq üçün polimer lak kompozisiyaları və filmlər istifadə olunur. Dielektriklər üçün doldurucu kimi kağız, fiberglas və fiberglas istifadə olunur. Bu halda epoksifenolik, fenolik vəepoksi qatranlar.

Birtərəfli çap dövrə lövhəsi texnologiyası

Bu istehsal texnikası ən çox yayılmış üsullardan biridir, çünki minimal resurs sərmayəsi tələb edir və nisbətən aşağı mürəkkəblik səviyyəsi ilə xarakterizə olunur. Bu səbəbdən, o, müxtəlif sənaye sahələrində geniş istifadə olunur, burada, prinsipcə, çap və aşındırma üçün avtomatlaşdırılmış konveyer xətlərinin işini təşkil etmək mümkündür. Birtərəfli çap dövrə lövhəsinin istehsalı metodunun tipik əməliyyatlarına aşağıdakılar daxildir:

• Bazanın hazırlanması. Boş vərəq mexaniki kəsmə və ya zımbalama ilə istədiyiniz formata kəsilir.
• Blanklarla formalaşmış bağlama konveyerin istehsal xəttinin girişinə verilir.
• Blankların təmizlənməsi. Adətən mexaniki deoksidləşmə ilə həyata keçirilir.
• Çap boyaları. Stencil texnologiyası aşınmağa davamlı olan və ultrabənövşəyi şüaların təsiri altında müalicə olunan texnoloji və işarələmə simvollarını tətbiq etmək üçün istifadə olunur.
• Mis folqa ilə aşındırma.
• Boyadan qoruyucu təbəqənin çıxarılması.

Bu yolla az funksional, lakin ucuz lövhələr əldə edilir. İstehlak olunan bir xammal olaraq, adətən bir kağız bazası istifadə olunur - getinaks. Əgər vurğu məhsulun mexaniki möhkəmliyinə yönəldilirsə, o zaman təkmilləşdirilmiş CEM-1 dərəcəli getinax şəklində kağız və şüşə birləşməsindən də istifadə edilə bilər.

Çıxarıcı istehsal üsulu

Keçiricilərin konturlarıBu texnikaya görə mis folqa metal müqavimət və ya fotorezistdə qoruyucu təsvir əsasında aşındırma nəticəsində əmələ gəlir. Subtractive texnologiyanın tətbiqi üçün müxtəlif variantlar var, bunlardan ən çox yayılmışı quru film fotorezistinin istifadəsini əhatə edir. Buna görə də, bu yanaşma həm də müsbət və mənfi cəhətləri olan çap dövrə lövhələrinin istehsalının fotorezistiv üsulu adlanır. Metod olduqca sadədir və bir çox cəhətdən universaldır, lakin aşağı funksional lövhələr də konveyerin çıxışında əldə edilir. Texnoloji proses belədir:

• Folqa dielektrik hazırlanır.
• Laylaşdırma, ekspozisiya və inkişaf əməliyyatları nəticəsində fotorezistdə qoruyucu model əmələ gəlir.
• Mis folqa ilə aşındırma prosesi.
• Fotorezistdəki qoruyucu model silinir.

Fotolitoqrafiya və fotorezistin köməyi ilə folqa üzərində keçiricilərin nümunəsi şəklində qoruyucu maska yaradılır. Bundan sonra, mis səthin açıq sahələrində aşındırma aparılır və film fotorezisti çıxarılır.

Çap dövrə lövhələrinin istehsalının subtractive metodunun alternativ variantında, əvvəllər deşiklər yaratmaq üçün emal edilmiş və 6-7 mikrona qədər qalınlığı ilə əvvəlcədən metallaşdırılmış folqa dielektrikinə fotorezist qatlanır. Aşınma fotorezistlə qorunmayan yerlərdə ardıcıl olaraq həyata keçirilir.

Additiv PCB formalaşması

Vasitəsi iləBu üsul eni 50 ilə 100 µm və qalınlığı 30 ilə 50 µm arasında olan keçiricilər və boşluqlarla naxışlar yarada bilər. İzolyasiya elementlərinin galvanik seçmə çöküntüsü və ləkə basması ilə elektrokimyəvi yanaşma tətbiq olunur. Bu metoddan çıxarıcı üsul arasındakı əsas fərq, metal keçiricilərin həkk edilməməsi, tətbiq edilməsidir. Lakin çap dövrə lövhələri üçün əlavə istehsal üsulları öz fərqlərinə malikdir. Xüsusilə, onlar sırf kimyəvi və qalvanik üsullara bölünür. Ən çox istifadə edilən kimyəvi üsul. Bu zaman aktiv nahiyələrdə keçirici sxemlərin əmələ gəlməsi metal ionlarının kimyəvi reduksiyasını təmin edir. Bu prosesin sürəti təxminən 3 µm/saatdır.

Müsbət birləşmiş istehsal üsulu

Bu üsul həm də yarı qatqı adlanır. İşdə folqa dielektrikləri istifadə olunur, lakin daha kiçik bir qalınlığa malikdir. Məsələn, 5 mikrondan 18 mikrona qədər folqa istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, dirijor nümunəsinin formalaşması eyni modellərə uyğun olaraq həyata keçirilir, lakin əsasən galvanik mis çöküntüsü ilə. Metod arasındakı əsas fərqi foto maskaların istifadəsi adlandırmaq olar. Onlar 6 mikrona qədər qalınlığı olan pre-metalizasiya mərhələsində çap dövrə lövhələrinin istehsalının birləşdirilmiş müsbət üsulunda istifadə olunur. Bu, fotorezistiv elementin tətbiq olunduğu və fotomaska vasitəsilə ifşa edildiyi qalvanik bərkitmə prosedurudur.

Kombinə edilmiş metodun üstünlükləriPCB istehsalı

Bu texnologiya şəklin elementlərini artan dəqiqliklə formalaşdırmağa imkan verir. Məsələn, 10 mikrona qədər qalınlığı olan bir folqa üzərində çap dövrə lövhələrinin istehsalının müsbət üsulu ilə 75 mikrona qədər keçiricilərin qətnaməsini əldə etmək mümkündür. Dielektrik sxemlərin yüksək keyfiyyəti ilə yanaşı, çap edilmiş substratın yaxşı yapışqanlığı ilə daha effektiv səth izolyasiyası da təmin edilir.

Cüt basma metodu

Texnologiya metallaşdırılmış deşiklərdən istifadə edərək təbəqələrarası kontaktların qurulması üsuluna əsaslanır. Dirijorların nümunəsinin formalaşması prosesində gələcək bazanın seqmentlərinin ardıcıl hazırlanması istifadə olunur. Bu mərhələdə çap dövrə lövhələrinin istehsalı üçün yarı əlavə üsul istifadə olunur, bundan sonra hazırlanmış nüvələrdən çox qatlı bir paket yığılır. Seqmentlər arasında epoksi qatranları ilə işlənmiş fiberglasdan hazırlanmış xüsusi bir astar var. Bu kompozisiya sıxıldığı zaman axaraq metallaşdırılmış deşikləri doldura və sonrakı texnoloji əməliyyatlar zamanı elektrolizlənmiş örtüyü kimyəvi təsirdən qoruya bilər.

PCB qatlama üsulu

Mürəkkəb funksional struktur yaratmaq üçün çap edilmiş substratların bir neçə seqmentindən istifadəyə əsaslanan başqa bir üsul. Metodun mahiyyəti keçiricilərlə izolyasiya təbəqələrinin ardıcıl qoyulmasındadır. Eyni zamanda, təmin edilən bitişik təbəqələr arasında etibarlı təmasları təmin etmək lazımdırizolyasiya deşikləri olan yerlərdə qalvanik mis yığılması. Çox qatlı çap dövrə lövhələrinin istehsalının bu üsulunun üstünlükləri arasında gələcəkdə kompakt montaj imkanı ilə funksional elementlərin yerləşdirilməsinin yüksək sıxlığını qeyd etmək olar. Üstəlik, bu keyfiyyətlər strukturun bütün təbəqələrində qorunub saxlanılır. Ancaq bu metodun çatışmazlıqları da var, bunlardan başlıcası, növbəti təbəqəni tətbiq edərkən əvvəlki təbəqələrə mexaniki təzyiqdir. Bu səbəbdən texnologiya tətbiq olunan təbəqələrin maksimum icazə verilən sayında məhduddur - 12-ə qədər.

Nəticə

Müasir elektronikanın texniki və əməliyyat xüsusiyyətlərinə tələblər artdıqca, istehsalçıların öz alətlərindəki texnoloji potensial qaçılmaz olaraq artır. Yeni ideyaların həyata keçirilməsi üçün platforma çox vaxt sadəcə çap dövrə lövhəsidir. Bu elementin birləşmiş istehsalı üsulu müasir istehsal imkanlarının səviyyəsini göstərir, bunun sayəsində tərtibatçılar unikal konfiqurasiya ilə ultra mürəkkəb radio komponentləri istehsal edə bilərlər. Başqa bir şey, qat-qat artım konsepsiyası ən sadə radiotexnikada tətbiqlərdə praktikada həmişə özünü doğrultmur, indiyədək yalnız bir neçə şirkət belə lövhələrin seriyalı istehsalına keçib. Üstəlik, birtərəfli dizaynlı sadə sxemlərə və ucuz istehlak materiallarından istifadəyə tələbat qalır.